铌酸锂晶体是光学应用中的一种非常有吸引力的材料,加工工艺成熟、价格低廉,其最大的非线性系数d<,33>可以达到25.2pm/volt,但是却无法在常用的双折射相位匹配中得到应用.而准相位匹配可以利用非线性晶体内的任何一个非线性系数,即使在不满足相位匹配的角度上,也可以弥补互作用光波在晶体内传输过程中由于晶体色散所积累的相位失配.外加电场极化法是一种通过铌酸锂晶体表面所光刻的周期电极来对晶体施加电场,制作周期极化铌酸锂(PPLN)的新技术.为了得到理想的反转畴结构,必须对铌酸锂晶体电致极化反转的原理和工艺进行深入的研究.该论文通过对铌酸锂晶体的极化反转过程进行详细的分析,确定并优化了影响铌酸锂极化反转质量的关键参数,并力图改进极化工艺,提高铌酸锂晶体极化反转的质量.主要工作如下:1、通过大量的实验现象,对铌酸锂晶体的极化反转过程与特点作了深入的研究,分析了影响铌酸锂晶体极化反转质量的关键因素,并提出了改进铌酸锂晶体极化反转质量的方法.2、建立了铌酸锂晶体极化过程中畴壁运动的物理模型与数学模型.利用这一模型,通过对畴壁运动速率和周期电极结构的静电场进行计算,进行了极化参数的选择与优化.同时,设计了一种研究铌酸锂晶体电畴横向扩张运动的实验方案,可同时用来研究并记录铌酸锂晶体的周期极化反转过程.3、设计了一种新型的适用于外加电场极化法制作周期极化铌酸锂的极化电压波形,并研制出一台可产生所设计波形、序列脉冲方波和多种组和波形的高压极化电源.电源采用模拟电路实现,其极化电压、脉冲宽度、脉冲周期和工作时间等参数均可连续调节.电源的各项参数均达到了设计要求,工作稳定可靠,为今后的极化研究工作打下了一个良好的基础.目前国内尚未见同种类型电源的设计方案.4、提出了一系列提高铌酸锂晶体极化反转质量的新方法.包括使用新型的电极结构、电极材料和绝缘材料,改进液体电极极化方案,以及对极化反转过程进行实时监控.并初步分析了新型电极结构可以提高电极下方的成核密度和防止来自相邻栅条电极的电畴合并的可行性.